论文摘要
近年来,热障涂层（Thermal Barrier Coatings,TBCs）是航空发动机和燃气轮机高温部件的关键材料,在服役环境极端恶劣的燃气涡轮发动机热端部件上获得了越来越多的应用。[1]热障涂层的使用寿命以及涂层寿命预测一直都是热障涂层应用研究的重点。[2]目前主流TBCs涂层由陶瓷层和粘结层组成,陶瓷层材料主要选择8%Y203-ZrO2,粘结层主要选择NiCrAl。服役过程中氧透过陶瓷层在粘结层和陶瓷层中间与粘结层反应生成热生长氧化物（TGO）。TGO的生长会对界面,陶瓷层以及粘结层产生很大的应力,内部热应力的累计在界面产生微裂纹。微裂纹的萌生扩展对涂层的服役寿命造成很大的影响。为了模型简化,大部分研究将TGO设定为弧形,这对实际应力的情况评估不准确,利用真实形貌图可以很好的对涂层寿命进行评估。本文对热障涂层TGO界面的热应力研究是基于真实热障涂层的SEM结果。针对扫描电镜得到的真实的涂层截面,提取TGO的形貌,利用有限元软件ABAQUS对实际的TGO形貌建立模型。对模型施加不同拉应力循环载荷,得到热应力的变化规律。结果表明应力集中多位于TGO的凹凸,沟壑和尖角处。真实截面图的模型对于热障涂层失效模拟提供依据,为机理研究提供指导。
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文章来源
类型: 国际会议
作者: 李国浩,杜广煜,巴德纯
关键词: 热障涂层,热应力,寿命研究,有限元分析
来源: 第十四届国际真空科学与工程应用学术会议 2019-08-04
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 数学,金属学及金属工艺,工业通用技术及设备
单位: 东北大学真空与流体工程研究所
分类号: TG174.4;TB115
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.004846
页码: 269-271
总页数: 3
文件大小: 111k
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